比例式-集成-驱动控制器(PID)控制器被广泛用于嵌入式系统中,以调节进程并保持期望的输出水平. 执行PID控制器需要了解其组件以及如何为特定应用有效调谐它们. 本指南为将PID控制器整合到嵌入式系统中提供了实际步骤.

理解 PID 组件

PID控制器根据三个术语调整输出:比例,整体,和衍生物。比例术语对当前错误作出反应,整体累积过去错误,衍生物预测未来错误。正确平衡这些组件对于稳定的控制至关重要。

执行PID控制器

执行涉及在嵌入式系统的固件内编码 PID 算法。这通常包括计算错误、更新整体和衍生术语以及相应调整控制输出。在执行过程中必须考虑采样率和计算效率。

调整 PID 参数

正确调整比例、整体和衍生收益对于最佳性能至关重要。 常见的方法包括手动调和、齐格勒-尼科尔斯和软件自动调和。 从保守值开始,并逐渐调整,以实现稳定性和响应性。

  • 将初始收益设定为低值
  • 增加比例收益直至发生振荡
  • 调整整体收益,以消除稳态错误
  • 微调衍生收益以减少过度射击